DE3740725C2 - - Google Patents

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DE3740725C2
DE3740725C2 DE19873740725 DE3740725A DE3740725C2 DE 3740725 C2 DE3740725 C2 DE 3740725C2 DE 19873740725 DE19873740725 DE 19873740725 DE 3740725 A DE3740725 A DE 3740725A DE 3740725 C2 DE3740725 C2 DE 3740725C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetriebenes Luftbewegungsgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruches. The invention relates to a motor driven air moving device according to the preamble of patent claim.

Derartige Luftbewegungsgeräte sind so ausgelegt, daß sie mit hoher Geschwindigkeit im Dauereinschaltbetrieb arbeiten können. Such air movement devices are designed so that they can work in Dauereinschaltbetrieb at high speed. Der verwendete Motor ist dabei magnetisch induzierten Pulsierungen des Drehmomentes unterworfen infolge der ungleichmäßigen Luftspaltreluktanz, wenn aufeinanderfolgende Zähne und Feldpole in Relativdrehung aneinander vorbeigehen, und diese Drehmomentpulsierungen neigen dazu, abwechselnd die Drehgeschwindigkeit zu beschleunigen und abzubremsen, unabhängig davon, ob der Anker oder die Feldanordnung sich dreht. The motor used is magnetically induced pulsations of torque subjected due to the uneven air gap reluctance when successive teeth and field poles pass each other in relative rotation, and these torque pulsations tend to alternate the rotational speed to accelerate and decelerate, regardless of whether the armature or the field arrangement, rotates. Die sich ergebende pulsierende Winkelgeschwindigkeit trägt als ein wesentlicher Faktor zum Geräusch beim Motorbetrieb bei. The resulting pulsating angular velocity contributes as a major contributor to noise in the engine operation.

Aus der US-PS 10 46 834 ist es bei elektrischen Maschinen, insbesondere bei Asynchronmaschinen bekannt, zur Geräuschverminderung mit zur Achsrichtung schräg verlaufenden Nuten zu arbeiten. From US-PS 10 46 834, it is in electrical machines, particularly in asynchronous machines known to work for noise reduction with an angle to the axial direction extending grooves.

Diese Nut-Schräglage soll die magnetisch induzierte Winkelgeschwindigkeitsschwankung und das dadurch erzeugte Geräusch reduzieren. This groove skew is designed to reduce the magnetically induced angular velocity fluctuation and the noise generated thereby.

Der optimale Schrägwinkel ist durch einen Tangenswert bestimmt, der gleich mindestens einem Zahnabstand geteilt durch die Anker-Kern- oder Stapel-Breite ist, wobei der Zahnabstand der gesamte Umfangsabstand vom Beginn eines Schlitzes bis zum Beginn des nächsten Schlitzes ist. The optimum skew angle is determined by a tangent value corresponding to a tooth pitch divided by the anchor core or stack width is equal at least, the tooth pitch of the entire circumferential distance from the beginning of a slot is up to the beginning of the next slot. Mit diesem Schrägwinkel befindet sich immer ein Abschnitt konstanter Breite des Kernes in Nachbarschaft zu den Feldpolen und die Drehmomentpulsierungen werden infolge gleichmäßiger Luftspaltreluktanz reduziert. This oblique angle is always a period of constant width of the core is located adjacent to the field poles and the torque pulsations are reduced as a result of uniform air gap reluctance.

Aus der FR-PS 6 95 797 ist ein Elektromotor bekannt, der aus einem Rotor und einem Stator besteht, wobei der Rotor einen Kern mit identisch geformten Zähnen aufweist, die durch ebenfalls identisch geformte Wicklungs-Aufnahmeschlitze voneinander getrennt sind. From FR-PS 95 797 6, an electric motor is known which consists of a rotor and a stator, the rotor having a core with identically shaped teeth, which by also identically shaped winding-receiving slots are separated. Zum Zwecke einer Geräuschverminderung beim Betrieb dieses Elektromotors ist längs der Mittellinien der Zähne jeweils eine in gleicher Weise wie die Wicklungs-Aufnahmeschlitze achsparallel verlaufende Nut vorgesehen, die keine Wicklung enthält. For the purpose of noise reduction in the operation of this electric motor, the center lines of the teeth is provided along each one axially parallel in the same manner as the winding receiving slots groove containing no winding.

Besondere Probleme hinsichtlich der Geräuschentwicklung von Motoren, wie sie für Luftbewegungsgeräte verwendet werden, entstehen dann, wenn Anker mit geringer Stapelbreite, dh einem im Vergleich zu seinem Zahnabstand kurzen Paket eingesetzt werden müssen, da in diesen Fällen der sich ergebende optimale Schrägwinkel für die praktische Fertigung häufig zu groß ist. Particular problems with noise of engines, such as those used for air movement devices are formed when anchor with low stack width that is, a short compared to its tooth pitch package must be used, since in these cases the resulting optimal skew angle for practical production is often too great.

Der große Winkel führt nämlich zu verengten effektiven Schlitzen, die wenig Raum für die Ankerwicklungen bieten. The large angle namely leads to effective narrowed slots that provide little room for the armature windings. Die scharfwinkligen Ecken des Ankerkernes können die Isolierung und manchmal sogar den Drahtkern der herumgeschlagenen Wicklung aufschneiden. The sharp-angled corners of the armature core can cut the insulation and sometimes even the core of the wire around beaten winding. Es ist schwierig, den Draht um scharfe Winkel zu biegen, so daß sich ein größeres Wickelvolumen und reduzierter Wirkungsgrad ergeben. It is difficult to bend the wire around sharp angle so that a larger volume of winding and reduced efficiency result. Damit werden derartige in Axialrichtung kurze Anker mit einem Kompromiß- Schrägwinkel hergestellt, der beträchtlich kleiner als der optimale Winkel ist, so daß eine größere Anfälligkeit für pulsierende Winkelgeschwindigkeit und damit für Geräuschbildung vorliegt. Thus, such a short axial armature are made with a compromise of the skew angle is considerably smaller than the optimum angle, so that a greater susceptibility to pulsating angular velocity and thus exists for noise. Derartige in Axialrichtung kurze Anker bieten jedoch gewisse andere Vorteile bei bestimmten Anwendungen, z. However, such short axial anchor offer certain other advantages in certain applications such. B. niedriges Gewicht und kleinen Bauraum und in manchen Fällen geringere Kosten bei hohem Wirkungsgrad. B. low weight and small installation space and lower costs in some cases at high efficiency.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein motorgetriebenes Luftbewegungsgerät mit einem Motor zu schaffen, der eine geringe Kernbreite aufweist und bei gleichzeitiger Erhöhung des Wirkungsgrades trotzdem eine deutliche Reduzierung der Geräuschentwicklung erbringt. The object of the invention is therefore to provide a motor driven air moving device having a motor, having a small core width, and at the same time increasing the efficiency still provides a significant reduction in noise.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst. This object is solved by the characterizing features of the claim.

Die praktische Ausführung eines solchen Gerätes enthält einen Motor mit einer Nut, die längs der Mittellinie jedes Kernzahnes angeordnet ist, wobei die Nut parallel zu den Abstandsschlitzen liegt und flacher als diese ist, keine Wicklung enthält, und wirksam den Zahn magnetisch in Umfangsrichtung halbiert und so den effektiven Zahnabstand vermindert. The practical embodiment of such a device includes a motor with a groove that each core tooth is disposed along the center line, wherein the groove is parallel to the distance slots and flat as it is, contains no winding, and effectively the tooth magnetically halved in the circumferential direction and so the effective teeth spacing decreased. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Kompromiß-Schrägwinkel diese Nut die magnetisch induzierte Pulsierung der Winkelgeschwindigkeit des Rotors und das dadurch erzeugte Geräusch vermindert. It has been found that with a skew angle compromise this groove reduces the magnetically induced pulsation of the angular velocity of the rotor and the noise generated thereby.

Es hat sich weiter gezeigt, daß diese Nut die Geschwindigkeit/ Drehmoment-Kurve des Motors so verändert daß der Wirkungsgrad des Motors und des Gebläsesystems bei hohen Geschwindigkeiten im Dauereinschaltbetrieb verbessert wird. It has further been shown that this groove the speed / torque curve of the motor so changed that the efficiency of the motor and the fan system is improved at high speeds in Dauereinschaltbetrieb. Dieser zusätzliche Vorteil besitzt beträchtlichen Wert bei Motoren für Luftbewegungs-Anwendungen wie Gebläsen oder Ventilatoren, die zum Dauerbetrieb bei hoher Geschwindigkeit ausgelegt sind, wobei der Fluid-Rückdruck am größten ist und das Festfahr- oder Abbruchdrehmoment nicht sehr wichtig ist. This additional advantage has significant value in engines for air movement applications such as fans or fans that are designed for continuous operation at high speed, wherein the fluid back pressure is greatest and the Festfahr- or abort torque is not very important.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; The invention will now be explained for example with reference to the drawing; in dieser zeigt shows in this

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines repräsentativen Teils eines Stators bei einem motorbetriebenen Luftbewegungsgerät erfindungsgemäßer Art, Fig. 1 is a perspective view of a representative portion of a stator in a motor-driven air-moving device according to the invention type,

Fig. 2 eine Axialansicht des Statorkerns eines Stators nach dem Stand der Technik mit in Axialrichtung kurzem Kern, Fig. 2 is an axial view of the stator core of a stator according to the prior art with a short in the axial direction of the core,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Statorkern nach dem Stand der Technik aus Fig. 2, Fig. 3 is a plan view of the stator core according to the prior art of FIG. 2,

Fig. 4 eine Ansicht ähnlich Fig. 2 des in der Statoranordnung nach Fig. 1 benutzten erfindungsgemäßen Kernes, Fig. 4 is a view similar to Fig. 2 of the use in the stator assembly of FIG. 1 core according to the invention,

Fig. 5 eine Draufsicht des Statorkerns aus Fig. 4, Fig. 5 is a plan view of the stator core of Fig. 4,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Drehmoment pulsierungen der Relativdrehung von Rotor- und Statoranordnung in Motoren, links mit Statorkern nach Fig. 2 und 3, rechts mit Statorkern nach Fig. 4 und 5, Fig. 6 is a graphical representation of the torque pulsations of the relative rotation of the rotor and stator assembly in motors, left with the stator core of Fig. 2 and 3, right with stator core of FIG. 4 and 5,

Fig. 7 eine axiale Teilschnittdarstellung eines motorgetriebenen Luftbewegungsgerätes mit einer Statoranordnung nach Fig. 1, und Fig. 7 is a partial axial sectional view of a motor driven air moving device with a stator assembly according to Fig. 1, and

Fig. 8 eine graphische Darstellung des Zusammen hangs zwischen Geschwindigkeit und Dreh moment bei dem erfindungsgemäßen Luftbewe gungsgerät und einem Gerät nach dem Stand der Technik. Figure 8 is a graphical representation of the interaction moment hangs supply device. Between speed and torque in the inventive Luftbewe and an apparatus according to the prior art.

In Fig. 7 ist ein bürstenloser Gleichstrommotor 10 gezeigt mit einer in der Mitte liegenden Statoranordnung 12 und einer ringförmigen, die Statoranordnung umgebenden Rotoranordnung 14 . In Fig. 7, a brushless DC motor 10 is shown with a lying in the center of stator assembly 12 and an annular, surrounding the stator rotor assembly 14. Ein Käfiggebläse 16 ist an der Rotoranordnung 14 angebracht und wird durch diese in Drehung versetzt. A cage fan 16 is mounted on the rotor assembly 14 and is displaced by it into rotation.

Die Statoranordnung 12 enthält einen Wicklungssatz 18 und einen (laminierten) Statorkern 20 , der an einem Stützteil 22 angebracht ist. The stator assembly 12 includes a coil set 18 and a (laminated) stator core 20, which is attached to a support member 22nd Das Stützteil 22 ist wiederum an einem Statorgehäuse 24 mit einer Vielzahl von Schrauben 26 befestigt. The support member 22 is in turn secured to a stator housing 24 having a plurality of screws 26th Elastomerbuchsen 28 umgeben die Schrauben und entkoppeln das Stützteil 22 zur Geräuschisolation vom Gehäuse 24 . Elastomer bushings 28 surrounding the coil and decouple the support member 22 for noise insulation from the housing 24th Das Statorgehäuse 24 besitzt einen Umfangsflansch 30 zur Befestigung des bürstenlosen Gleichstrommotors 10 an einem stationären Stützteil 32 . The stator housing 24 has a peripheral flange 30 for attachment of the brushless DC motor 10 to a stationary support member 32nd

Der Wicklungssatz 18 der Statoranordnung 12 wird durch eine Steuerschaltung elektronisch kommutiert, und die Elektronikbauelemente sitzen auf einer ringförmigen Schaltplatine 34 . The set of windings 18 of the stator assembly 12 is commutated electronically by a control circuit, and the electronic components sitting on an annular circuit board 34th Die Schaltplatine 34 ist an Stützen 36 des Stützteiles 22 mit Abstand zum Wicklungssatz 18 angebracht. The circuit board 34 is attached to supports 36 of the support member 22 a distance from the winding set 18th Bei der praktischen Ausführung sind die elektronischen Bestandteile an beiden Seiten der Schaltplatine 34 angesetzt, so daß die gesamte Steuerschaltung auf der Platine Platz hat. In the practice of the electronic components are attached to both sides of the circuit board 34, so that the entire control circuit on the circuit board has room. In Fig. 7 ist jedoch nur der Leistungstransistor 38 und das Halleffekt-Gerät 40 dargestellt. In Fig. 7, however, only the power transistor 38 and the Hall effect device 40 is shown. Der Leistungstransistor 38 ist auf das Stützteil 22 gesetzt, das ihm als Wärmesenke dient. The power transistor 38 is set to the supporting member 22 which it serves as a heat sink. Das Halleffekt-Gerät 40 ist so angeordnet, daß es durch einen Phasenmagnet 42 beeinflußt wird, der sich mit der Rotoranordnung 14 , wie später näher beschrieben, dreht. The Hall effect device 40 is disposed so that it is affected by a phase magnet 42 which rotates as described in more detail later with the rotor assembly 14.

Die Rotoranordnung 14 umfaßt eine gerade Anzahl von mit gleichmäßigem Abstand angeordneten radial magnetisierten Permanentmagneten 46 , die am Innenumfang eines Rotor-Flußringes 48 angebracht und mit dem Statorkern 20 axial ausgerichtet sind. The rotor assembly 14 includes an even number of spaced evenly spaced radially magnetized permanent magnet 46 mounted on the inner periphery of a rotor-flux ring 48 and axially aligned with the stator core 20th Der Rotor-Flußring 48 ist an einem Rotornapfteil 50 befestigt, das wiederum das Käfiggebläse 16 trägt. The rotor-flux ring 48 is attached to a Rotornapfteil 50, which in turn carries the cage blower sixteenth Das Rotornapfteil 50 ist an einer Rotorwelle 52 befestigt, die in einer Vertiefung 54 des Stützteiles 22 aufgenommen ist und durch eingepreßte Lager 56 und 58 darin drehbar abgestützt wird. The Rotornapfteil 50 is fixed to a rotor shaft 52 of the support member 22 is received in a recess 54 and is supported by bearings 56 and 58 press-fitted therein rotatably. Zur Schubaufnahme dienende Scheiben 60 und 62 sind an beiden Enden des Stützteiles 22 durch einen Federring 64 gehalten. To thrust acting discs 60 and 62 of the supporting part are held 22 by a spring ring 64 at both ends. Ein Schmiermittelvorrat 66 wird durch einen Einschnitt im Stützteil 22 gebildet und gibt Schmiermittel an die Rotorwelle 52 und die eingepreßten Lager 56 und 58 über einen gebohrten Durchlaß 68 und eine Vertiefung 54 ab. A lubricant reservoir 66 is formed by a notch in the supporting part 22, and outputs lubricant to the rotor shaft 52 and the press-fitted bearings 56 and 58 via a drilled passage 68 and a recess 54 from. Der Phasenmagnet 42 ist am Rotornapfteil 50 , wie bereits erwähnt, angebracht und dient in Verbindung mit dem Halleffekt-Gerät 40 dazu, die Steuerschaltung mit Lageinformationen von der Rotoranordnung 14 zu versorgen. The phase magnet 42 is at Rotornapfteil 50, as already mentioned, mounted and used in connection with the Hall effect device 40 to supply the control circuit with position information from the rotor assembly fourteenth

Die grundsätzliche Funktion des Rotornapfteiles 50 besteht darin, die elektronischen Bestandteile an der ringförmigen Schaltplatine 34 abzudecken und vor einer Beschädigung bei dem Zusammenbau und beim Betrieb, etwa durch vom Gebläse mitgerissene Fremdteilchen, zu schützen. The basic function of the Rotornapfteiles 50 is to cover and the electronic components to the annular circuit board 34 to protect from damage during assembly and operation, such as entrained by the fan foreign particles. Bei dieser Ausführung ist jedoch das Rotornapfteil 50 noch mit mindestens zwei radial versetzten Öffnungen 70 und 72 versehen, die vorteilhafterweise eine Kühlluftzufuhr für die Elektronikbauelemente an der Schaltplatine ergeben, wie es in der US-PS 46 59 951 der gleichen Anmelderin beschrieben ist. In this embodiment, however, the Rotornapfteil is provided even with at least two radially offset apertures 70 and 72, 50, which advantageously has a cooling air supply for the electronic components on the circuit board shown as of the same applicant is disclosed in US-PS 46 59 951st

Nach den Fig. 1, 4 und 5 ist der Statorkern 20 der Statoranordnung 12 in der üblichen Weise aus gestapelten Eisenblechen aufgebaut und jedes Blech ist identisch geformt, um in dem zusammengebauten Statorkern eine gerade Anzahl von identischen, durch Schlitze 115 getrennten Zähnen 113 zu bilden. According to FIGS. 1, 4 and 5 of the stator core of the stator assembly constructed 20 12 in the usual manner from stacked iron plates, and each plate is shaped identically to form an even number of identical, separated by slots 115 teeth 113 in the assembled stator core , Sowohl der Stator als auch der Rotor besitzt eine gerade Zähnezahl mit gleichem Umfangsabstand, um unausgeglichene Radialmagnetkräfte daran zu hindern, unnötigen Lagerverschleiß zu erzeugen und den Rotor bei seiner Drehung rattern zu lassen. Both the stator and the rotor has an even number of teeth with the same circumferential spacing, in order to prevent unbalanced radial magnetic forces from generating unnecessary bearing wear and leave the rotor rattle during its rotation. Die Wicklungen des Wicklungssatzes 18 sind aus Drähten gebildet, die um ausgewählte Zähne in den Schlitzen geschlagen sind, wie es bei derartigen Geräten bekannt ist. The windings of the coil set 18 are formed of wires which are wrapped around selected teeth in the slots, as is well known in such devices. Bei der Anordnung wird jedes aufeinanderfolgende Stanzblech des Kernes leicht um die gemeinsame Achse gegen seinen benachbarten Partner verdreht, so daß die Zähne und die Schlitze einen Schrägwinkel gegen die Achse bilden. In the arrangement, each successive sheet-metal punching of the core is slightly rotated about the common axis relative to its adjacent partner, so that the teeth and the slots form an oblique angle to the axis. Dieser Schrägwinkel ist vorgesehen, um die Drehmomentschwankungen zu reduzieren, die sich durch Änderungen der Magnetkräfte infolge ungleichförmiger Luftspaltreluktanz ergeben, wenn die Permanentmagnet-Ankerkerne an den Zähnen 113 während der Relativverdrehung des Ankers und des Stators im Betrieb des zusammengebauten Motors vorbeiziehen. This oblique angle is provided to reduce the torque fluctuations resulting from changes in the magnetic forces as a result of non-uniform air gap reluctance, when the permanent magnet armature cores pass to the teeth 113 during the relative rotation of the armature and the stator during operation of the assembled engine. Der Schrägwinkel entspricht am Umfang weniger als einem Zahnabstand infolge der kurzen Stapellänge oder axialen Kernbreite. The skew angle corresponds to the circumference less than one tooth pitch due to the short staple length or axial core width. Dieser Schrägwinkel ist damit, wie bereits erläutert, zur Ruhigstellung des Motors nicht optimal. This oblique angle is so, as already explained, not to immobilize the engine optimally.

Ein üblicher Kern 20 ′ nach dem Stand der Technik ist in Fig. 2 und 3 gezeigt, wobei die gleichen Bezugszahlen wie in Fig. 4 und 5 Verwendung finden, jedoch mit Apostroph. A common core 20 'according to the prior art is shown in Figs. 2 and 3, wherein the same reference numerals as in FIGS. 4 and 5 using find, but with an apostrophe. Der Statorkern 20 erfindungsgemäßer Art nach Fig. 4 und 5 ist bis auf das nachfolgend Erläuterte identisch mit dem Kern 20 ′ nach dem Stand der Technik. The stator core 20 according to the invention Type of Fig. 4 and 5 except for the following Illustrated identical with the core 20 'according to the prior art. Jeder Zahn 113 im erfindungsgemäßen Kern ist mit einer Nut 116 an seiner Außenumfangsfläche versehen, die den gleichen Schrägwinkel wie der Zahn selbst zeigt. Each tooth 113 in the inventive core is provided with a groove 116 on its outer circumferential surface, which shows the same slant angle as the tooth itself.

Diese Nut 116 liegt im wesentlichen in der Mitte des Zahnes 113 . This groove 116 is located substantially in the center of the tooth 113th Die Nuten 116 sind in der Darstellung nach Fig. 4 mit halbkreisförmigem Querschnitt versehen, jedoch können auch dreieckförmige Querschnitte (siehe die Innendarstellung auf der rechten Seite der Fig. 6) oder andere Formen Verwendung finden. The grooves 116 are provided in the illustration of FIG. 4 with a semicircular cross-section, but may also be triangular cross-sections (see the internal representation on the right side of Fig. 6) or other forms find use. Die Breite und Tiefe dieser Nut 116 ist ausreichend, um die Reluktanz des Luftspaltes bei der Nut sehr zu erhöhen und so effektiv den Zahn 113 sowohl körperlich als auch magnetisch zu halbieren. The width and depth of this groove 116 is sufficient to overcome the reluctance of the air gap to be increased in the groove and so very effectively to halve the tooth 113 both physically and magnetically. Wenn die zwei separaten Hälften jedes Zahnes 113 an den Feldpolen vorbeilaufen, ändert sich der Magnetflußverlauf gegen den bei einem ungeteilten einstückigen Zahn. If the two separate halves of each tooth 113 to pass the field poles, the Magnetflußverlauf changes against the piece with an undivided tooth. Der Unterschied ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Kurven 117 den Drehmomentverlauf bei einem Gerät nach Stand der Technik und 118 bei einem erfindungsgemäßen Gerät zeigen, wobei das Drehmoment in Kreiskoordinaten aufgezeichnet ist, mit in Radialrichtung dargestelltem Drehmoment und in Umfangsrichtung dargestelltem Drehwinkel. The difference is shown in Fig. 6, in which the curves 117 show the torque characteristics in an apparatus according to the prior art and 118 in an inventive device, the torque is recorded in circular coordinates, with depicted in radial direction Pictured torque and in the circumferential direction rotation angles. Die Art der jeweils erzeugenden Zähne ist innerhalb der Drehmomentkurve gezeigt, dh die linken drei Zähne sind nach dem Stand der Technik ausgebildete, durchgehende Zähne, während die rechten vier Zähne in der Mitte durch eine Nut praktisch geteilt sind. The type of each forming teeth is shown in the torque curve, that is, the left three teeth are formed according to the prior art, through the teeth, while the four right-hand teeth are virtually divided in the middle by a groove. Es ist zu sehen, daß der Drehmomentunterschied durch die Nutung kleiner geworden ist und der Drehmomentverlauf eine doppelt so hohe Frequenz zeigt, soweit es die mit den genuteten Zähnen erzeugte Drehmomentkurve betrifft. It can be seen that the torque difference by the grooving has become smaller and the torque curve shows a twice as high frequency as far as the torque curve generated with the grooved teeth. Durch die höhere Frequenz und eine beträchtliche Rotationsträgheit bei dem sich drehenden Teil hat die Amplitude jeder Änderung der Rotationsgeschwindigkeit weniger Zeit zum Aufbau und dadurch ergibt sich eine geringere durchschnittliche Geräuschamplitude. Due to the higher frequency and a substantial rotational inertia in the rotating part of the amplitude, each change in the rotational speed less time to build up, and thereby results in a lower average noise amplitude. Auch die höhere Frequenz des entstehenden Geräusches erleichtert das Ausfiltern durch eine Isolierung bei der Befestigung. Also, the higher frequency of the resulting noise easier to filter by an insulation in the attachment.

Es wurde bereits festgestellt, daß der Schrägwinkel der Zähne 113 ein wesentliches Element dieser Erfindung ist. It has been found that the skew angle of the teeth 113 is an essential element of this invention. Es ist dabei jedoch nicht wichtig, daß der Schrägwinkel bei den Zähnen 113 und den Nuten 116 vorhanden ist. However, it is not important that the oblique angle at the teeth 113 and the grooves exists 116th Die Zähne 113 mit den Nuten 116 können auch geradlinig axiale Zähne sein mit axialen Schlitzen, vorausgesetzt, daß die gegenüberliegenden Permanentmagnetpole schräg liegen. The teeth 113 with the grooves 116 may also be straight axial teeth with axial slots, provided that the opposite permanent magnet poles are at an angle. Es besteht auch kein Unterschied, ob sich nun die mit Wicklung versehenen Zähne oder die Permanentmagnete drehen bzw. stationär sind. There is also no difference whether now turn the winding provided with teeth or the permanent magnets or are stationary. Die kurzen Axiallängen, bezogen auf den Schrägwinkel, gelten dabei natürlich entweder für den Stator oder den Rotor, da ihre wirksame Einwirkung aufeinander bei allen praktischen Anwendungen auf die Axiallänge begrenzt ist, die das kürzere der beiden Bauteile besitzt. The short axial lengths, based on the skew angle, thereby naturally apply either because their effective action is limited to one another for all practical purposes to the axial length of the stator or the rotor, the shorter of the two components has the. Aus diesem Grund ist, obwohl nur eine Ausführung dargestellt wurde, die Erfindung nicht auf die gezeigte Darstellung beschränkt, sondern auch auf motorgetriebene Luftbewegungsgeräte anwendbar, die irgendeine Kombination von Statoranordnung und Rotoranordnung enthalten, vorausgesetzt, daß eines der beiden Bauteile durch Wicklungsschlitze getrennte Zähne und das andere Permanentmagnete besitzt, wobei eines der beiden schräg zur Axialrichtung verläuft, und die Axiallängen der miteinander in Einwirkung tretenden Abschnitte der Zähne der Statoranordnung und der Rotoranordnung gegenüber dem Schrägwinkel kurz sind, und die Zähne Nuten in der beschriebenen Weise längs ihrer Mittellinie parallel zu den Poltrennschlitzen enthalten. For this reason, even though only one embodiment has been illustrated, the invention is not limited to the illustrated view, but also to motor-driven air-moving devices applicable, contain any combination of stator assembly and rotor assembly, provided that one of the two components by winding slots separate teeth and other permanent magnets, said one of the two runs obliquely to the axial direction, and the axial lengths of passing each other in the action of portions of the teeth of the stator assembly and the rotor assembly with respect to the skew angle are short, and the teeth grooves in the described manner along its center line parallel to the Poltrennschlitzen contain.

Es ergibt sich noch ein zusätzlicher unerwarteter Vorteil der Nuten 116 in dem motorgetriebenen Luftbewegungsgerät nach Fig. 7. Es hat sich gezeigt, daß die Drehmoment-Geschwindigkeitskurve des bürstenlosen Gleichstrommotors 10 sich so ändert, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. The result is still an additional unexpected benefit of the grooves 116 in the motor-driven air-moving device of FIG. 7. It has been found that the torque-speed curve of the DC brushless motor 10 changes as shown in Fig. 8. In dieser Figur zeigt die Kurve 150 die Beziehung zwischen Drehmoment und Geschwindigkeit beim Gebläsemotor der Fig. 7 mit Nuten 116 , und diese besitzt eine andere Neigung als die Kurve 160 für die Drehmoment/Geschwindigkeits-Beziehung eines gleichartigen Gebläsemotors nach dem Stand der Technik ohne Nuten. In this figure, the curve 150 7 shows the relationship between torque and speed of the blower motor of Fig. With grooves 116, and this has a different slope than the curve 160 for the torque / speed relationship of a similar fan motor according to the prior art without grooves , Die beiden Kurven überschneiden sich an der Stelle 170 . The two curves intersect at the point 170th In dem Bereich links von der Stelle 170 , dh dem Bereich hoher Geschwindigkeit mit niedrigem Drehmoment, in dem ein Dauereinschaltmotor wie ein Gebläse- oder Ventilatormotor allgemein arbeitet, zeigt die Kurve 150 für den erfindungsgemäßen Motor ein höheres Drehmoment als die Kurve 160 nach dem Stand der Technik. In the area to the left of the point 170, ie, the high-speed region with low torque, in which a Dauereinschaltmotor as a blower or fan motor generally operates, the curve 150 for the inventive engine, a higher torque than the curve 160 of the prior Technology.

Dadurch ergibt sich ein höherer Wirkungsgrad für das Luftbewegungssystem während des normalen Motorbetriebes, wenn der Wirkungsgrad definiert wird als die mechanische Luftleistungsabgabe geteilt durch die dem Motor zugeführte elektrische Leistung. This results in a higher efficiency for the air circulation system during normal engine operation, when the efficiency is defined as the mechanical power output divided by the air supplied to the engine electrical power. Untersuchungen haben beispielsweise ergeben, daß ein erfindungsgemäßer Gebläsemotor, der mit einer Luftbewegungsrate von 7,03 m 3 /min. Tests have for instance shown that an inventive blower motor with an air moving rate of 7.03 m 3 / min. betrieben wurde, mit einem Strom 14,7 A einen Systemwirkungsgrad von 34,2% ergab, während ein Motor nach dem Stand der Technik ohne Nuten, jedoch sonst mit gleichem Aufbau mit einer Luftlieferrate von 6,23 m 3 /min mit einem Strom von 13,45 A lief, mit einem Systemwirkungsgrad von 33,1%. was operated with a current 14.7 A a system efficiency of 34.2% was found while a motor according to the prior art without grooves, but not otherwise m having the same structure with an air delivery rate of 6.23 3 / min with a stream of 13.45 a was running, with a system efficiency of 33.1%. Bei gleichen Strompegel von 14,0 A ergab der erfindungsgemäße Motor eine Luftlieferrate von 6,35 m 3 /min und erzeugte einen Druckunterschied der abgegebenen Luft von 0,635 kPa, und damit einen Systemwirkungsgrad von 34,3%, während der Motor nach dem Stand der Technik eine Luftlieferrate von 6,82 m 3 /min und einen Ausgangs-Druckunterschied von 0,570 kPa, und damit einen Systemwirkungsgrad von 33,1% ergab. With the same current level of 14.0 A motor according to the invention showed an air delivery rate of 6.35 m 3 / min and produced a difference in pressure of the discharged air of 0.635 kPa, and a system efficiency of 34.3% while the engine according to the prior technique, an air delivery rate of 6.82 m 3 / min and an output pressure difference of 0.570 kPa, and a system efficiency of 33.1% resulted.

Wie Fig. 8 zeigt, ist der dazu in Kauf zu nehmende Nachteil ein geringeres Anlauf- oder Festlauf-Drehmoment; As Fig. 8 shows, the purchase to be taken in this disadvantage of a lower start-up or stuck-on torque; jedoch haben Motoren bei dieser Anwendungsart allgemein kein Problem mit dem Anlaufdrehmoment. However, in this type of application engines generally have no problem with the starting torque. Insbesondere besitzt ein Gebläse- oder Ventilatormotor mehr als ausreichend Anlaufdrehmoment, da beim Anlauf praktisch kein Luftwiderstand vorhanden ist, und etwas von diesem nicht benötigten Anlaufdrehmoment kann ohne weiteres gegen einen großen Wirkungsgrad bei höherer Laufgeschwindigkeit geopfert werden, wo der Rückdruck der Luft oder des Fluides viel größer ist. In particular, a blower or fan motor has more than sufficient starting torque, because there is no air resistance during start practically available, and some of this is not required starting torque can easily against a great efficiency at higher speed to be sacrificed where the back pressure of the air or fluid much is larger.

Ein weiterer unerwarteter Vorteil besteht darin, daß die Nuten zusätzlich die Geschwindigkeit/Drehmoment-Bezie hung des Motors zum Betrieb bei hoher Geschwindigkeit und geringem Drehmoment begünstigen und so den Wirkungsgrad eines Luftbewegungsgebläsemotors erhöhen. Another unexpected advantage is that the grooves in addition, the speed / torque of the motor to the relation ship operating at high speed and low torque favor and so increase the efficiency of air moving fan motor.

Damit ergibt die Erfindung gleichzeitig eine Verminderung des durch die Drehmomentschwankungen zwischen Stator und Rotor und der zugehörigen Drehgeschwindigkeitsschwankung erzeugten Geräusches, wie auch eine Verbesserung des Systemwirkungsgrades bei Dauerbetrieb mit hoher Geschwindigkeit zur Luftbewegung. Thus, the invention also yields a reduction of the noise produced by the torque fluctuation between the stator and rotor and the associated rotational speed variation, as well as an improvement in the system efficiency of continuous operation at high speed for air movement.

Claims (1)

  1. Motorgetriebenes Luftbewegungsgerät mit einem Motor ( 10 ), der einen Stator ( 12 ) und einen Rotor ( 14 ) besitzt, wobei entweder der Stator oder der Rotor ( 14 ) einen Kern ( 20 ) mit einer geraden Anzahl von identisch geformten Zähnen ( 113 ) mit gleichem Abstand besitzt, die durch Wicklungs-Aufnahmeschlitze ( 115 ) voneinander getrennt sind, wobei längs der Mittellinien der Zähne ( 113 ) des Kerns ( 20 ) Nuten ( 116 ) vorgesehen sind, die parallel zu den Wicklungs-Aufnahmeschlitzen ( 115 ), jedoch flacher als diese verlaufen und keine Wicklung enthalten, während der zugehörige Rotor oder Stator eine gerade Anzahl identisch ausgebildeter Permanentmagnetpole ( 46 ) besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß entweder sowohl die Zähne ( 113 ) als auch die keine Wicklung enthaltenden Nuten ( 116 ) oder die Permanentmagnetpole ( 46 ) mit der Rotorachse einen schrägen Winkel bilden. A motor-driven air-moving device with a motor (10) having a stator (12) and a rotor (14), wherein either the stator or the rotor (14) has a core (20) having an even number of identically shaped teeth (113) equidistant has separated from each other by winding-receiving slots (115), along the center lines of the teeth (113) of the core are provided (20) grooves (116) to the winding receiving slots (115) but shallower parallel as they pass, and no winding included, while the associated rotor or stator has an even number of identically constructed permanent magnet poles (46), characterized in that either both the teeth (113) and the no winding containing grooves (116) or the permanent magnet poles ( 46) with the rotor axis form an oblique angle.
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